JPS63133704A - スタート・ストップ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の分野〉 この発明は発振器回路、特に、インダクターキャパシタ
（Ｌ−Ｃ）共振器あるいはタンク回路を使用した型のス
タート・ストップ（ｙ！４歩式）あるいはパルス式発振
器に関する。

〈発明の背景〉 スタート・ストップ発振器は特に、制御あるいはキーイ
ング信号に対して予測可能な位相が一致して始まる振動
のバーストを得ることが望まれるような所に使用すると
有利である０例えば、そのような発振器は、テレビジョ
ン受像機内のキャラクタ発生器にキャラクタφドツト・
クロック信号を供給するために効果的に使用することが
できる。ラスターの走査と同期して発振器をキーイング
することによって、キャラクタ発生器で生成されるキャ
ラクタΦドツトは予測可能な走査時間に発生し、従って
、そのキャラクタ・ドツトで形成される表示字幕は表示
される映像に対して安定になる。もちろん、スタートΦ
ストップ発振器にはその他多くの用途がある。

スタート会ストップ発振器内の周波数決定素子としてイ
ンダクターキャパシタ（Ｌ−Ｃ）共振器を使用すること
は知られている。そのようなタンク回路は優れた周波数
安定性を与えるが、リアクティブ素子のエネルギー蓄積
特性のためパルスモードで動作させることは困難である
。この問題に対する従来技術の解決法は全く不充分なも
のである０例えば、米国特許第３，９９１，３８８号に
は、振動が１対のトランジスタ・スイッチによって速や
かに減衰されるスタート・ストップ発振器が記載されて
いる。その回路は１対の直列接続されたキャパシタに対
して並列接続されたインダクタを含み、コルピッツ発振
器のタンク回路を形成する。

スイッチは、閉成時に、そのタンク回路の３個の素子の
各々のために大地に対する通路を与えるので、各素子に
蓄積されたエネルギーは速やかに消費され、それによっ
て発振器は速やかに停止される。その構成には、発振開
始のためにタンク回路エネルギーを元に戻さなければな
らないので、発振器停止のためにそのタンク回路エネル
ギーを消費することは始動時間を引き延ばすことになる
、という欠点がある。

インダクタを通して直流を流してそこにエネルギーを蓄
積し、それからその電流をスイッチによって遮断し、そ
の蓄積されたインダクタ・エネルギーを開放して共振器
回路のインダクタ及びキャパシタ間で振動させることに
よって、共振器回路内で速やかに且つ予測可能なスター
ト位相で発振を始めることは知られている。この原理を
使用したスタート台ストップ型コルピッツ発振器の例は
米国特許第４，２７２，７３６号にジャーセクシ氏等に
より記載されている。その発振器はキャラクタ発生器用
のドツトφクロックとして使用するために提供されてお
り、Ｎチャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）増幅
器の入出力端子間に結合された共振器を含む、１対のＮ
チャンネル・トランジスタ・スイッチが共振器の各端と
正及び接地供給端子との間に結合される。発振器がオフ
に変わる（例えば、水平ブランキング）期間に制御回路
はトランジスタ書スイッチをオンにして、直流バイアス
を共振器に供給し且つ同時に増幅器負荷トランジスタか
らゲート・バイアスを除去してその増幅器を消勢する０
発振器は、トランジスタ・スイッチをオフにし且つ増幅
器負荷トランジスタにゲートφバイアスを回復すること
によって始動される０発振器がオフである間にエネルギ
ーが直流バイアス供給の結果として共振器内に蓄積され
るので、発振器は直ちに一定のスタート位相で始動する
。

〈発明の要約〉 一定のスタート位相の利点を得るためにスタート・スト
ップ発振器の共振器へ直流バイアスを供給する前述のモ
ードは、共振器内及び発振器のオフ時に直流バイアスを
供給するトランジスタ内で電力が連続的に消費されるの
で電力浪費という面で欠点を有することが認識されてい
る。この電力浪費は、特に、発振器の平均デユーティ・
サイクルが時々非常に低くなる、例えばキャラクタ発生
のようなものでの使用において問題となる０例えば、５
×７フオントを使用した単一線のキャラクタを発生する
ためには７本のキャラクタΦドツトを必要とする。ＮＴ
ＳＣＩｔ！Ａ準線期間の有効部分は約５３マイクロ秒で
あるから、単一線のキャラクタの表示には各フィールド
期間（１ｌｌｉ、７　ミリ秒）の発振器オン時の約３７
１マイクロ秒だけ必要となる。このことは、発振器が各
フィールドの９７％以上の間オフであるので、この期間
に電力が通常のスタート・ストップ発振器の共振器バイ
アス回路内で浪費されて全体の効率が非常に低下するこ
とを意味する。この問題は、発振器が集積回路、つまり
、効率の悪さによる熱上昇が集積化されあるいは外部冷
却を必要とする回路の数を制限することになる回路、と
して構成される時に、特に、厄介なものとなる。

この発明は、スタート・ストップ発振器内での共振器電
力浪費の前述の問題が存在することを認識して、上述の
通常型式の低デユーティ・サイクルでの応用における電
力消費の減少及び効率改善の必要性を満たすことにある
。

この発明を実施したスタート・ストップ発振器は、供給
される動作電流を受取るための電力入力手段と信号入力
及び信号出力端子とを有しそれらの端子間に共振器が結
合されていて動作電流に応答して振動が生ずるようにさ
れた増幅器手段を含む、第１のスイッチ手段は閉成時に
応答して直流バイアスを共振器手段へ供給し、また、第
２のスイッチ手段は開成時に応答して増幅器手段の電力
入力手段へ動作電流を供給する。スイッチ制御手段は、
付勢信号及びそこに供給される周期的タイミング信号に
応答して、第１の期間に第１のスイッチ手段を閉成して
第２のスイッチ手段を開放し、第２の期間に第１のスイ
ッチ手段を開放して第２のスイッチ手段を閉成し、また
、第３の期間に上記スイッチ手段の各々を開放する。

この発明の更に別の面によれば１発振器は、増幅器手段
によって生成された予め定められた数ｅ周期の振動に応
答して第３の期間を開始するために増幅器手段から制御
手段へ結合された帰還路を含む。

〈実施例の説明〉 第１図のテレビジョン受像機は、キャラクタ・ドツト命
クロック信号Ｓ１をスクリーン上表示（ｏｎ−ｓｃｒｅ
ｅｎ　ｄｉｓｐｌａｙあるいはＯＳＯ）キャラクタ発生
器１２へ供給するためのスタート・ス）−／プ発振器Ｉ
Ｑ（点線で示す）を含む、この使用では、発振器ｌＯの
オン−オフ・デユーティ・サイクルは、受像機表示袋ｇ
ｌ１４上に表示されるキャラクタの線の数に依存する広
範囲な値を越えて変化することが予想されるので、前述
のように、この発明の改善された効率及び低電力消費の
特徴が特に必要である。大体において１発振器の始動あ
るいはプライミング（ｐｒｉｍｉｎｇ）電力は表示され
るキャラクタψドツトの線の直前の水平ブランキング期
間にのみ供給され且つ空白のキャラクタ線に先行するブ
ランキング期間あるいは垂直ブランキング期間には供給
されないので、部分的に、上述の利点は生ずる。後述の
ように、この動作は、３つの異なる動作モード、オン−
オフ−プライム（ＰＲＩＭＥＤ）を有する発振器を備え
た制御回路によって促進され、また、発振器が次の線期
間にオンあるいはオフになるかどうかとは関係なく、キ
ャラクタ・ドツトの各線の終りに発振器をそのオフ・モ
ードに強制的にさせるために帰還が使用される。更に、
この特徴によって、複雑な電力裁定（ａｒｂｉｔｒａｔ
ｉｏｎ）論理回路を必要とせずに発振器が同時にプライ
ム及びオン動作モードになる可能性が防止され、また、
装置全体において一様なキャラクタ・ドツトの発生の信
頼性及び反復性が改善される。

受像機は、ＲＦ変調されたテレビジョン信号を受信する
ためのアンテナ入力１８と、Ｏ３Ｄキャラクタ発生器１
２によって生成されたキャラクタ信号Ｓ３を受信するた
めに結合されたビデオ処理装置２０ヘベースバンド・ビ
デオ出力信号Ｓ２を供給するように結合された出力と、
を有するチューナ装置１６を含む、ビデオ処理装置２０
はビデオ信号Ｓ２の同期化成分を検出するための回路を
含み、また、キャラクタ発生器１２と偏向処理装置２２
とを同期化するためのタイミング信号（Ｔ）を生成する
。処理装置２０によって得られるその他の機能は、キャ
ラクタ信号Ｓ３をビデオ信号Ｓ２中へ挿入して表示装置
用の表示ビデオ信号Ｓ４を発生させること、色相及び飽
和度の制御、ピーキング、等を含む、チューナ１６、ビ
デオ処理装置２０．Ｏ３Ｄキャラクタ発生器１２の制御
は制御装置ｉ２４によって行なわれ、その制御装置は、
実例として、チャンネル選択、キャラクタ選択及び種々
のビデオ処理制御信号を発生するための使用者入力に応
答するマイクロプロセッサを含む０字幕を表示する時、
Ｏ３Ｄ発生器１２は発振器１０からドツト命クロック信
号Ｓｌを受信して、制御袋＠２４によって与えられるメ
ツセージ情報を装！１１４（例えばキネスコープ）にお
ける表示用のドツト・マトリクス形式のキャラクタに変
換する。

この発明を実施したスタート・ストップ発振器ｌＯは、
入力端子（ＰＡＤ　３２）に接続されたゲート電極と出
力端子（ＰＡ口３４）に接続されたドレイン電極とを有
するトランジスタＴ２及びＴ３から成る相補形電界効果
トランジスタ増幅器３０を含む、この発明の好ましい使
用では、共振器３６を成す３個の外部構成要素を除いて
発振器１０のすべての素子は集積回路で構成されている
ので、上述の入力端子と出力端子はＰＡＤとして示され
ている。”ＰＡＤ″なる用語は外部共振器３６が接続さ
れる接着パー２ト（ｂｏｎｄｉｎｇ　ｐａｄ）を短かく
したもノテある。共振器３６は、入力端子及び出力端子
３２．３４の間に接続されたインダクタＬ１と、端子３
２．３４を接地してコルピッツ型発振器のタンク回路を
形成する１対の分路キャパシタＣＩ、　Ｃ２を含む、動
作電力が増幅器トランジスタＴ２と丁３のソース電極に
供給される時発振器が生成される。　Ｌｌ、Ｃ１、Ｃ２
の構成要素の値は、この発明のこの例では１発振の公称
周波数が約７ＭＨｚになるように選択される。その具体
的な値はＬｌが２６ルＨであり、Ｃ１及びＣ２の各々が
３０ｐＦである。１線について多数あるいは少数のキャ
ラクタを表示するためにはより高いあるいはより低い周
波数が使用される。

増幅器３０の電力入力端子（例えば、　Ｔ２と丁３のソ
ース電極）用の動作電流は、トランジスタ丁１とＴ４か
ら成る相補形電界効果トランジスタ・スイッチによって
供給される。Ｐ型スイッチング・トランジスタＴ１の導
電路は正極性供給バス３８（電源電圧Ｖｄｄが供給され
る）とＰ型切幅器トランジスタＴ２のソースとの間に接
続される。また、Ｎ型スイッチング拳トランジスタＴ４
の導電路はＮ型理幅器トランジスタＴ３のソースと大地
との間に接続される。スイッチング・トランジスタＴＩ
とＴ４が共にオンにバイアス（後述する）される時、動
作電流が増幅器３０（トランジスタＴ２と７３）に供給
されて、振動が生成される。その増幅器はトランジスタ
Ｔ１とＴ４がオフの時に消勢される。この状態では、無
人力時電力は増幅器３０内では消勢されない。

１対の相補形トランジスタＴ５とＴ６から成る第２のス
イッチは直流バイアスを共振器３６に供給するために発
振器１０内に含まれる。このバイアスの機能は、後述の
ように、一定の予測可能な位相で始動するように発振器
を条件付ける、あるいはプライムすることである。また
、後述のように、発振器を消勢し且つＶｄｄ供給バス３
８上への実質的な電力の放出を行なう電力スイッチＴＩ
と〒４が閉成される時は、ブライミング・スイッチτ５
とＴ６が決して閉成されることがないようにされる。

直流バイアスはＰチャンネル電界効果トランジスタ丁６
の導電路を導電路を介してバス３８からＰＡＤ３４へ供
給され、また、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＴ５
の導電路を介してＰＡＤ　３２から大地へ落とされる。

双方のトランジスタがオンの時、直流バイアスは共振５
３ＧのインダクタＬ１を介してＰＡＤ３４からＰＡＤ　
３２へ流れる。この状態でインダクタＬｌの抵抗を無視
すると、キャパシタＣＩと０２は、トランジスタＴ５の
オン抵抗のＶｄｄ倍をトランジスタ丁５と丁６のオン抵
抗の総和で除算したものに等しい安定状態電圧に充電さ
れる。トランジスタＴ５と〒６がオフに変わる時、イン
ダクタＬｌを介して流れている直流バイアス電流は継続
して流れようとするので、キャパシタＣ２を放電し、キ
ャパシタＣＩを充電する。従って、増幅器出力における
発振の第１周期はＰＡＤ　３４において負に向かい、ま
た、増幅器入力（ＰＡＤ　３２）において正に向かう。

スタート・ストップ発振器１０の残りの素子は、３つの
異なる動作モード、すなわちプライム、オン及びオフを
与えるために、表示されるキャラクタの発生と時間関係
をもって増幅器電力スイッチ（↑１．７４）及び共振器
バイアスΦスイッチ（Ｔ５、Ｔ６）を側御する機能を与
える。特に、ブライミング信号Ｐは、偏向処理装置２２
によって与えられる水平ブランキング信号Ｓ５とキャラ
クタ発生器１２によって与えられる有効列（ａｃｔｉｖ
ｅ　ｒｏｗ）識別信号Ｓ６とを受信するために接続され
た入力を有するＡＮＤゲート４０によって生成される。

信号Ｓ６はキャラクタφドツトの各水平線期間に対して
高であり、またその他の場合は低である。従って、第２
図に示すように、ＡＮＤゲート４０の出力は表示される
べきキャラクタの線（例えば、線ｌ）の前の水平ブラン
キング期間（ｔｌ−７２）にのみ高であり、その他の期
間はすべて低である。ブライミング信号Ｐはトランジス
タＴ５のゲート電極に直接供給され、また、インバータ
４２を介してトランジスタＴ６のゲート電極に供給され
る。従って、トランジスタＴ５及びＴ６は線１のブラン
キング期間（ｔｌ−ｔ２）にオンであり、従って、前述
のように共振器３Ｇをプライムする。

ＡＮＤゲート４０の出力はまた、トランジスタＴ４とＴ
１のゲートに接続された真の出力（Ｑ）とその相補出力
（Ｑ）とを有する、負の端縁でトリガーされるフリップ
拳フロップ５０のクロック入力ＣＬに接続される。従っ
て、プライミング期間ｔｌ−ｔ２の終りには、フリップ
・フロップ５０はプライミング信号Ｐの降下端縁でセッ
トされるので、プライミング信号Ｐがバイアス・トラン
ジスタ（Ｔ５と７６）をオフにする時に電力スイッチン
グ・トランジスタＴ１とＴ４はオンにされる。従って、
増幅器３０はオンになり、その入力におけるＰＡ［ｌ　
３２からの上昇電圧（第２図の信号３７）及び出力にお
ける降下電圧（バイアス拳トランジスタのターンφオフ
によって生ずる）は、増幅器３０によって線ｌの有効部
分の大部分を通して接続される振動を前述のように開始
する。

増幅器３０によって生成される振動はＰＡＤ　３４から
フリップ・プロップ５０に到る帰還路によって線ｌの終
りの少し前に終了される（第２図のｔ３）、この発明に
おける上述の点は、（１）プライミング電流が共振器３
６に供給された時に増幅器３０がオンになって過度の電
流が流れてタイミングを誤まる可能性を回避すること、
及び、（２）発振器がキャラクタ・ドツトの各列の終り
に電力低下状態を自動的に確実に呈するようにすること
、の２つの理由による。この後者の特徴により、発振器
のオン時間は有効列ｎ別信号の期間とは無関係であり、
従って、外部オン周期タイミングは不要となる。これら
の特徴を与える帰還路は、増幅器３０の出力３４及びフ
リップ・フロップ５０のリセット入力間にカスケード接
続されたパルス形成回路６０及びカウンタ列７０を含む
。

パルス形成回路６０は、相補電界効果トランジスタＮＡ
ＮＤゲートを形成するために接続されたＰチャンネル・
トランジスタＴ７、Ｔ１０及びＮチャンネルΦトランジ
スタＴ８、Ｔ９を含む、トランジスタＴ７、Ｔ８のゲー
トは発振器出力信号Ｓ７を受入れるために接続され、ま
た、トランジスタＴ９、ＴＩＯのゲートはフリップ・プ
ロップ５０の真の出力信号（Ｑ）を受入れるために接続
される。第２図に示すように１発振器出力信号はプライ
ミング期間ｔｌ−ｔ２には、０Ｍ０３回路の論理閾値電
圧が比較的広範囲にわたって変化し得るので、その０Ｍ
０３回路において不確定な論理状態をひきおこす、この
問題点は、フリップのフロップ５０がリセット（すなわ
ち、第２図示の水平ブランキング期間）である時は何時
でも出力信号Ｓ８を一定の論理状態（この場合は高）に
する形成回路６０によって回避される。

カウンタ７０はパルス形成発振器出力信号Ｓ８の周期を
計数して、Ｏ５Ｄキャラクタ発生器１２用のドツト・ク
ロック信号Ｓｌと、３０８周期発生後に発振器を停止さ
せるフリップ拳フロップ５０のリセット用の帰還信号Ｓ
９とを発生させる。計数器７０は、７ＭＨｚ形成増幅器
出力信号を２で除算してドツト・クロック信号Ｓ１を生
成するフリップ・フロップ７２を含む、フリップ・フロ
ップ７２の出力は３ビツト・カウンタ７３及びデコーダ
７４によって７で除算され、この出力は更に、５ビツト
ｅカウンタ７５及びデコーダ７Ｂによってリセット信号
Ｓ９を生成するために２２で除算される。従って、フリ
ップ−フロップ５０は、増幅器出力信号Ｓ７の３０８周
期に応答する１線においてドー、ト・クロック信号ｓ１
が１５４周期発生した後にリセットされる。その数１５
４は、線当りのキャラクタ数に、キャラクタ十間隔にお
ける水平ドツト数を乗算すること（すなわち、２２Ｘ７
）によって決定される。この例では、キャラクタは５ド
ツト幅と２ドツトの間隔を持つものと仮定する。フリッ
プ・フロップ７２によって与えられる機能は、ドツトφ
クロック信号Ｓ１が対称的なオン及びオフ時間を確実に
有するようにすることである。信号Ｓ１のスタート位相
を確実に不変なものにするために、フリップ・フロップ
７２はデコーダ７６の出力によってリセットされる。カ
ウンタ７３と７５もまた、不変な計数開始を得るために
信号ｓ９によってリセットされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、受像機内のキャラクタ発生器へキャラクタ・
ドツト信号を供給するためにこの発明を実施したスター
ト・ストップ発振器を有するテレビジョン受像機の、一
部概略的な回路を示すブロック図、 第２図は第１図の受像機の動作を説明するためのタイミ
ング図、である。 ３０・・・・増幅器手段、３２．３４・・・・入力及び
出力端子、３６・・・・共振器、４０．５０．７０・・
・・スイッチ制御手段、Ｔ２、Ｔ３・・・・電力入力手
段、Ｔ５、Ｔ６・・・・第１のスイッチ手段、Ｔ１、Ｔ
４・・・・第２のスイッチ手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給される動作電流を受取るための電力入力手段
   と入力端子と出力端子とを有し、それらの入力端子と出
   力端子との間に結合された共振器が上記動作電流に応答
   して振動を生ずるようにされた増幅器手段と、 閉成時に応答して直流バイアスを上記共振器に供給する
   第１のスイッチ手段と、 付勢時に応答して上記動作電流を上記増幅器手段の上記
   電力入力手段へ供給する第２のスイッチ手段と、 付勢信号及び供給される周期的タイミング信号に応答し
   て、第１の期間に上記第１のスイッチ手段を閉成し且つ
   第２のスイッチ手段を開放し、また、第２の期間に上記
   第１のスイッチ手段を開放し且つ上記第２のスイッチ手
   段を閉成し、更にまた、第３の期間に上記第１及び第２
   のスイッチ手段の各々を開放するスイッチ制御手段と、 を備えたスタート・ストップ発振器。